Kemik rejenerasyonu için bor-katkılı doku iskelelerinin geliştirilmesi
Development of boron-doped tissue scaffolds for bone regeneration
- Tez No: 321374
- Danışmanlar: PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Sunulan tez çalışmasında, kemik doku rejenerasyonunu destekleyecek özelliklere sahip bor-katkılı kitosan doku iskelelerinin üretiminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak, üretilen doku iskelelerinin karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve uygun özelliklere sahip doku iskeleleri seçilmiştir. Seçilen doku iskeleleri ile hücre kültür çalışmaları yürütülerek, bor katkısının öncül kemik hücreleri üzerindeki etkisi incelenmiştir.Tez kapsamında yapılan çalışmaların ilk aşamasında, yaklaşık 100 ? m gözenek çapına sahip kitosan doku iskeleleri (9 mm çap, 2 mm kalınlık, 0.0051±0.0005 g kuru ağırlık) dondurarak kurutma yöntemi ile üretilmiştir. Bor katkılı doku iskeleleri ise, i) bor çözeltisinin kitosan doku iskelelerine emdirilerek yüklenmesi, ii) bor çözeltisinin kitosan jellerle karıştırılması ve iii) bor çözeltisi yüklenmiş kitosan nanopartiküller içeren kitosan doku iskeleleri hazırlanması olmak üzere üç farklı yöntem ile hazırlanmıştır. Bor çözeltisi olarak borik asit-manitol karışımı kullanılmıştır.Kitosan nanopartikül (174±2.5 nm) emdirilmiş doku iskelelerinin daha büyük gözeneklere ve içsel bağlantılara sahip olmasının yanında mekanik dayanımının da arttığı görülmüştür. Kitosan nanopartiküllere bor enkapsülasyonu %97 oranında gerçekleşmiş ve doku iskelesi başına 0.097 mg ile 0.291 mg arasında bor yüklenebilmiştir. Nanopartikül yüklü doku iskelelerinden bor salımı ilk 1 saatteki ani salımı (burst etki) takiben 120. saate kadar devam etmiştir. .Tez çalışmasının son aşamasında, doku iskelelerinin osteojenik aktiviteleri preosteoblastik MC3T3-E1 hücreleri kullanılarak, durgun koşullarda yürütülen hücre kültür çalışmaları ile incelenmiştir. Bu amaçla, boş kitosan doku iskelesi (Kitosan), serbest borik asit ortamında bulunan kitosan doku iskelesi (Kitosan-BA) ve nanopartikül yüklü kitosan doku iskelesi (NP-Kitosan) kullanılmıştır. Hücre morfolojileri SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile görüntülenmiştir. Hücre farklılaşması, Von Kossa boyaması ve alkalen fosfataz (ALP) aktivitesinin ölçümü ile belirlenmiştir. RT-PCR (gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu) ile ise MC3T3-E1 hücrelerinin kollajen I seviyeleri belirlenmiştir. Sonuçlar, nanopartikül yüklü kitosan doku iskelelerinin (NP-Kitosan), hücrelerin üremesini ve farklılaşmasını desteklediğini göstermiştir.Çalışmalardan elde edilen bulgular, borun MC3T3-E1 osteoblastik hücreleri üzerindeki olumlu etkilerini göstererek, osteoindüktif ajan olarak kullanılabileceğini kanıtlamış ve ayrıca bor-katkılı nanopartikül yüklü kitosan doku iskelelerinin kemik doku mühendisliği uygulamaları için uygun malzemeler olabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the production of boron-doped chitosan tissue scaffolds, which has the ability to support the regeneration of bone tissue, was aimed. For this purpose; characterization studies of produced tissue scaffolds were done and the appropriate tissue scaffolds were chosen. Executing the cell culture studies with the selected tissue scaffolds, the contribution of boron on precursor bone cells were investigated.In the first part of the study; chitosan tissue scaffolds which have approximately 100 µm pore diameter (9 mm diameter, 2 mm thickness, 0.0051±0.0005 g dry weight) were produced by freeze-drying method. Besides, boron doped tissue scaffolds were produced by three different methods, i.e., i) embedding of boron solution to chitosan tissue scaffolds, ii) mixing the boron solution with chitosan gels iii) preparing the chitosan tissue scaffolds including boron solution loaded chitosan nanoparticles. Mannitol-boric acid mixture was used as boron solution.It is observed that chitosan nanoparticle (174.0±2.5nm) embedded tissue scaffolds have larger and interconnected pores, also increased mechanical strength. Boron encapsulation to the chitosan nanoparticles realized by ratio of 97% and for each tissue scaffold between 0.097 mg and 0.291 mg boron was loaded. Boron release from nanoparticle loaded tissue scaffolds after the sudden release period of first 1 hour (burst effect), maintained almost 120 hours.In the last part of the study; by using preosteoblastik MC3T3-E1 cells, osteogenic activities of the tissue scaffolds were analyzed with cell culture studies under steady conditions. For this purpose, an empty chitosan scaffold (chitosan), chitosan scaffold in free boric acıd solution (Chitosan-BA) and nanoparticle loaded chitosan scaffold (NP-Chitosan) were used. Cell morphologies were viewed by SEM (scanning electron microscope). Cell differentiation was determined by Von Kossa staining and by measuring the alkaline phosphatase (ALP) activities. In addition, by using RT-PCR (real time polymerase chain reaction) the collagen levels of the MC3T3-E1 cells were determined. The results showed that; nanoparticle loaded chitosan scaffolds (NP-Chitosan) support the proliferation and differentiation of the cells.The results of the studies proved that the boron can be used as an osteoinductive agent by showing its positive effects on MC3T3-E1 osteoblastik cells and also showed that boron-doped nanoparticle loaded chitosan scaffolds can be evaluated as appropriate materials for bone tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Biyomimetik yöntemle bor katkılı doku iskelelerinin geliştirilmesi ve kemik doku mühendisliğindeki etkinliklerinin araştırılması
Development of boron containing tissue scaffolds by biomimetic method and investigation of their effectiveness in bone tissue engineering
ÖZGE EKİN TUNÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- 3d porous composite scaffold of PCL-PEG-PCL/Sr2+ AND Mg2+ IONS CO-doped borate hydroxyapatite for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliği için PCL-PEG-PCL/stronsiyum ve magnezyum iyonları ilave edilmiş bor katkılı hidroksiapatit ile 3 boyutlu gözenekli komposit iskele üretimi
BUŞRA YEDEKÇİ
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER EVİS
PROF. DR. AYŞEN TEZCANER
- Üç boyutlu biyoyazıcı ile üretilen gradyan hidrojel doku iskelesinin tavşan dizi osteokondral defekt modelinde rejenerasyon etkisinin araştırılması
Regenerative effects of 3-D bioprinted gradient hydrogel scaffold in rabbit knee osteochondral defect model
EMİN SÜHA DEDEOĞULLARI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AYVAZ
- Development of a bioactive glass-ceramic co-doped with lanthanum and boron and its biological in vitro studies for bone regeneration applications
Lantan ve bor katkılı biyoaktif cam seramik geliştirilmesi ve kemik rejenerasyonu uygulamaları için in-vitro biyolojik çalışmaları
RIHAB BADRADDIN SHUKUR AL-AKASHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN KOÇ
- Biyobasım ve doku mühendisliğiyle sinoviyal sıvıdan elde edilecek kök hücrelerle kıkırdak defekti onarımı
Repair of cartilage defects with stem cells derived from synovial fluid with bioprinting and tissue engineering
ESRA DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyomühendislikSağlık Bilimleri ÜniversitesiDoku Mühendisliği Anabilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN TÜRKER BORAN